Roboty sú teda systémy, ktoré sú schopné nahradiť ľudí v rôznych oblastiach činnosti vďaka ich schopnostiam „myslieť“ a „robiť“ (samozrejme, pomer medzi „myslieť“ a „robiť“ je u rôznych robotov odlišný). Oblasti použitia robotov sú už teraz mimoriadne rôznorodé, od lekárskej starostlivosti, kde pôsobia ako sestry a starajú sa o chorých, až po výskum, kde roboty dokážu nahradiť človeka v hlbinách oceánu a na iných planétach.
V tejto knihe sa obmedzíme na roboty, ktoré sa používajú v strojárstve, výrobe nástrojov a rádioelektronickom priemysle, a nedotkneme sa tých, ktoré sú potrebné pre poľnohospodárstvo, ľahký a ťažobný priemysel atď.
Na čo slúžia priemyselné roboty? Odpoveď na túto otázku sa zdá byť jednoduchá: sú potrebné na nahradenie človeka v jeho výrobných činnostiach, teda na vykonávanie rôznych druhov základných a pomocných technologických operácií. Nie všetko je však také jednoduché.
Zoberme si napríklad technologický postup obrábania pri výrobe kladiva. Moderné priemyselné roboty to v princípe dokážu jednoducho urobiť pomocou pilníka. Je to však pri výrobe racionálne? Ukazuje sa, že nie. Koniec koncov, už boli vytvorené kovoobrábacie stroje s numerickým riadením (CNC), ktoré v automatickom režime, bez ľudského zásahu do procesu spracovania, dokážu vyriešiť tento a ďalšie, oveľa zložitejšie problémy, vrátane tých, ktoré už človek nedokáže zvládnuť manuálne, oveľa rýchlejšie a kvalitnejšie.
Je jasné, že s takýmto strojom nemôže konkurovať žiadny robot. Ale to nie je potrebné. CNC obrábacie stroje sú navrhnuté tak, aby odstránením prebytočného materiálu z obrobku (príspevok) získali časť požadovaného tvaru a veľkosti, t.j. automatizovali proces rezania. Sú univerzálne, to znamená, že dokážu spracovať širokú škálu dielov, ktoré sa líšia tvarom, veľkosťou, materiálom atď. Doteraz však ľudia tieto diely na stroj inštalovali a odstránili. V istom zmysle je tu paradox. Najzložitejšia vec, ktorá určovala kvalifikáciu pracovníka za univerzálnym sústruhom, teda samotný proces opracovania dielu, bola automatizovaná pomocou CNC sústruhu, no najjednoduchšie úkony inštalácie dielu do skľučovadla stroja, ktoré každý študent bez problémov si poradí s obracačom, nedalo sa automatizovať (nehovoríme samozrejme o automatických linkách v sériovej a veľkosériovej výrobe, ktoré spracovávajú rovnaký diel, tam tieto operácie vykonávajú napr. autooperátori ). A to je spôsobené rozmanitosťou tvarov, veľkostí, trajektórií pohybu dielov a, samozrejme, platí nielen pre obrábacie zariadenia.
Operácie nakladacích a vykladacích technologických zariadení sú pomocné. Ale rozsah použiteľnosti robotov vo výrobe nie je obmedzený len na ne.
Napríklad pri procese elektrického zvárania je potrebné, aby sa koniec elektródy pohyboval určitou rýchlosťou vzhľadom na spoj zváraných častí. Ak je trajektória pohybu jednoduchá, napríklad rovná, potom je možné tento proces zautomatizovať. Najčastejšie však majú zvárané diely zložitý tvar, a teda zložitú konfiguráciu spoja, a preto sa také veľké množstvo zváracích prác vykonávalo ručne. Roboty v týchto procesoch celkom úspešne nahrádzajú ľudí.
To isté možno povedať o striekaní pomocou striekacích pištolí (existujú aj iné spôsoby natierania, najmä máčanie, ale nebudeme sa nimi zaoberať). Jednoduché tvarové diely, ako sú panely, sa natierajú pomocou dopravníkov farieb, v ktorých sa diely pohybujú konštantnou rýchlosťou okolo striekacích pištolí. Pre diely zložitejších tvarov nie je táto metóda vhodná, pretože pre rovnomerné natieranie je potrebné, aby vzdialenosť od striekacej pištole k natieranému povrchu a rýchlosť pohybu boli konštantné. No a čo ak má dielec tvar skrinky alebo rámu, ktorý treba natrieť aj zvnútra? Roboty dokážu úspešne vyriešiť aj tieto problémy.
Čo je spoločné v týchto technologických procesoch nakladania dielov, zvárania, lakovania, čo nám umožňuje hovoriť o možnosti a nevyhnutnosti využitia robotov na ich vykonávanie? Všeobecne platí, že vo všetkých prípadoch je potrebné zabezpečiť, aby sa súčiastka pohybovala vzhľadom na akýkoľvek pracovný nástroj po pomerne zložitej trajektórii (v zásade nezáleží na tom, či robot pohybuje súčiastkou vzhľadom na zariadenie, ako pri nakladaní, alebo zváracia hlava, ako pri zváraní). Zložitosť trajektórie, ktorú môže robot poskytnúť, sa dosahuje zvýšením zložitosti kinematiky akčných členov.
Účelom priemyselných robotov je teda pohybovať súčiastkou v priestore alebo pracovným nástrojom (zváracia hlava, striekacia pištoľ) vzhľadom na súčiastku alebo súčiastky voči sebe navzájom (ako napríklad v zostave). Samozrejme je potrebné zabezpečiť splnenie určitých podmienok a dodržiavanie technologických režimov. Napríklad pri montáži je často potrebné vyvinúť silu na styčné časti.
Aká je zložitosť technologických operácií tohto druhu a prečo ich mohli vykonávať len ľudia? Existujú dva hlavné dôvody: prvým je rôznorodosť geometrických tvarov a veľkostí dielov a trajektórií, po ktorých je potrebné tieto diely pohybovať, a druhým dôvodom, vyplývajúcim z prvého, je veľké množstvo informácií, rôznorodosť a zložitosť úloh jeho spracovania počas operácií.
Poďme si teraz definovať, čo je priemyselný robot. Podľa štátnej normy je priemyselný robot „preprogramovateľný automatický stroj používaný vo výrobnom procese na vykonávanie motorických funkcií podobných ľudským funkciám pri presúvaní výrobných položiek a (alebo) technologických zariadení.
Keďže robot preberá množstvo ľudských výrobných funkcií, je zaujímavé porovnávať ich funkčnosť, ale to si vyžaduje systém kritérií na ich hodnotenie. Tu sú hlavné technické charakteristiky robota, ktoré vám umožňujú posúdiť, čo dokáže.
V prvom rade je zaujímavé, aké závažia dokáže zdvihnúť. Menovitá nosnosť priemyselného robota určuje maximálnu hmotnosť priemyselných objektov, s ktorými môže manipulovať a musí byť schopný nielen uchopiť a držať, ale aj stanovené hodnoty iných prevádzkových charakteristík. Roboty sa na základe svojej nosnosti delia do skupín: od ultraľahkých, určených na prácu s dielmi s hmotnosťou do 1 kg, až po superťažké, zdvíhajúce výrobné objekty s hmotnosťou nad 1000 kg.
Ďalšou kritickou charakteristikou je presnosť, s akou robot dokáže presunúť diel alebo nástroj do danej polohy v priestore. Nazýva sa chyba polohovania pracovného tela manipulátora a charakterizuje odchýlku polohy pracovného tela manipulátora priemyselného robota od polohy určenej pri jeho programovaní. Prípustná chyba polohovania závisí od operácií, na ktoré sa robot používa. Ak natrie diel striekacou pištoľou, potom niekoľkomilimetrová chyba polohovania nemá na kvalitu výrobku prakticky žiadny vplyv. Pri oblúkovom zváraní však pri takejto chybe nemusí robot dostať elektródu ani ku spoju dielov. Tu by prípustná chyba polohovania nemala presiahnuť desatiny milimetra. Čo sa týka montáže hodiniek, vo všeobecnosti sa vyžaduje mikrónová presnosť.
Dôležitou charakteristikou sú geometrické charakteristiky pracovného priestoru priemyselného robota. Pracovný priestor je priestor, v ktorom môže byť umiestnená pracovná časť manipulátora; inými slovami, toto je súhrn všetkých bodov, do ktorých je možné presunúť pracovný prvok. V závislosti od konštrukcie priemyselného robota môže mať pracovná plocha rôzny tvar, napríklad obdĺžnik. Pracovná plocha je charakterizovaná lineárnymi alebo uhlovými rozmermi, plochou prierezu a objemom.
Pojem pracovného priestoru však dostatočne necharakterizuje technologické možnosti robota. Napríklad montážny robot typu Skilam má pracovnú plochu znázornenú na obr. 2. Môže však vykonávať akúkoľvek montážnu operáciu v rámci pracovnej oblasti? Ukazuje sa, že nie. "Skylam" je schopný vykonávať montážne operácie, pri ktorých sa pracovný pohyb na implementáciu rozhrania vykonáva iba vertikálne zhora nadol. Ak sa potrebujete pohybovať pod uhlom, potom „Skilam“ túto úlohu nezvládne. Jeho ruka nie je dostatočne flexibilná, takže nemôže pohybovať časťami v priestore po ľubovoľnej trajektórii. Tieto schopnosti závisia od počtu stupňov mobility priemyselného robota. Počet stupňov pohyblivosti sa vzťahuje na počet stupňov voľnosti kinematického reťazca manipulátora. V praxi sa rovná počtu kinematických dvojíc, rotačných a translačných. Z priebehu analytickej geometrie je známe, že na uskutočnenie akéhokoľvek pohybu v trojrozmernom priestore stačia tri translačné a tri rotačné pohyby. Práve počet stupňov mobility určuje najmä kinematickú redundanciu robota a šírku jeho funkčnosti.
Ryža. 2. Špecializovaný montážny robot „Skilam“ (Japonsko) (a) a konfigurácia jeho pracovného priestoru (b)
Pojem pracovný priestor, priestor, v ktorom sa môže nachádzať aktuátor priemyselného robota, sa líši od koncepcie pracovného priestoru.
Existujú stacionárne a mobilné roboty. Stacionárne roboty sú určené na prácu v jednej pracovnej polohe. Mobilné roboty obsluhujú viacero pozícií. Patria sem napríklad roboty portálového typu, ako je M-33 (obr. 3), ktoré sa môžu pohybovať po jednokoľajovej dráhe a obsluhovať niekoľko sústruhov, ako aj transportné roboty, ktoré prepravujú obrobky a diely zo skladu k strojom, resp. späť, presun dielov zo stroja na stroj.
Keď hovoríme o výkonových charakteristikách priemyselných robotov, nemožno nespomenúť ich spoľahlivosť. Žiaľ, čím je funkcionalita širšia, tým je robot vďaka väčšej zložitosti menej spoľahlivý. Spoľahlivosť robotov sa hodnotí podľa strednej doby medzi poruchami. Dôležité je zlepšenie spoľahlivosti robotov. Výrobnú linku totiž obsluhuje niekoľko robotov (a niekedy aj niekoľko desiatok) a ak niektorý z nich zlyhá, celá linka sa zastaví.
Napriek tomu, že od vzniku prvých priemyselných robotov uplynulo veľmi málo času, existujú už tri generácie. Prvú generáciu tvoria softvérové roboty, druhú generáciu adaptívne roboty a tretiu generáciu takzvané inteligentné roboty.
Ako sa líšia roboty rôznych generácií? V mnohom sa líšia, ale ich hlavným rozdielom je flexibilita, schopnosť prispôsobiť sa, zmeniť svoje správanie pri zmene výrobného prostredia. Táto flexibilita (samozrejme v medziach funkčnosti v závislosti od kinematiky robota) je určená najmä informáciami o vonkajšom prostredí, ktoré dokáže robot vnímať a schopnosťou ich spracovať riadiacim systémom robota, ktorý generuje riadiace akcie pre ovládače.
Netreba si však myslieť, že jedna generácia robotov neustále nahrádza druhú. Vysvetľuje to skutočnosť, že pri používaní robotov je potrebné dodržať zásadu minimálnej funkčnej redundancie, t.j. v závislosti od charakteru technologickej úlohy, ktorú musí robot vykonávať, zvoliť úroveň jeho funkčnej redundancie č. vyššia, ako vyžaduje konkrétna úloha.
Už sme povedali, že história robotiky nezačala „od nuly“. Predchodcami priemyselných robotov boli pevne zabudované manipulátory (autooperátory), ktoré sa niekedy nazývajú roboty nulovej generácie a dnes sa úspešne používajú v automatických linkách. Automatické linky vznikajú v hromadnej a veľkosériovej výrobe na výrobu rovnakého dielu vo veľkých množstvách a počas dlhého časového obdobia (niekoľko rokov). Autooperátori pracujú v rovnakom cykle so všetkými ostatnými technologickými zariadeniami linky a vykonávajú pomocné operácie nakládky a vykládky. Keďže diel je vždy rovnaký, nie je potrebné prestavovať automatický pohon.
Prvá generácia robotov - softvér - sa vyznačuje tým, že ich správanie sa môže zmeniť v dôsledku zmeny programu. Predstavte si napríklad robota, ktorý z palety nakladá diely do skľučovadla CNC sústruhu (ide o zariadenie na prepravu dielov, v ktorých sú uložené striktne orientované v špeciálnych hniezdach). Robot odoberá obrobky z palety jeden po druhom a ukladá ich do skľučovadla stroja a hotové diely do voľných štrbín. Po spracovaní všetkých dielov na palete je možné predložiť paletu s ďalšími dielmi. Potom je potrebné zadať do CNC stroja riadiaci program na spracovanie nového dielu. Nový program sa zavádza aj do riadiaceho systému robota. Robot je teda prekonfigurovaný na nakladanie iných dielov, pričom pracuje v prísne deterministickom prostredí.
Všetky informácie o zmenách vo výrobnom prostredí vstupujú do riadiaceho systému robota pri jeho programovaní. Informácie o zmenách v prostredí prijímané počas prevádzky robota sú mimoriadne bezvýznamné. Robot, ktorý nie je vybavený špeciálnym snímačom, ak nie je žiadna časť v žiadnom slote palety, sa pokúsi „zobrať“ prázdny priestor a nainštalovať ho do skľučovadla. Ak je robot vybavený hmatovými senzormi, ktoré dokážu rozpoznať absenciu súčiastky, zastaví sa a privolá osobu, ktorá musí zistiť dôvody zastavenia a odstrániť ich. Softvérový robot sa bez ľudskej pomoci nedokáže prispôsobiť novému programu ani zmenám, ktoré nastali. Informácie o neplánovaných zmenách vo výrobnom prostredí vstupujúce do riadiaceho systému robota môžu spôsobiť iba jeden typ reakcie – zastavenie jeho činnosti a privolanie servisného personálu. Softvérové roboty zároveň vďaka svojej schopnosti rýchlo sa adaptovať na vykonávanie nových úloh našli široké uplatnenie v rôznych oblastiach priemyslu a dnes tvoria väčšinu robotov používaných v priemysle.
Roboty druhej generácie sú schopné reagovať na zmeny vonkajšieho prostredia. Nazývajú sa adaptívne. Aké zmeny vo vonkajšom prostredí sa tu myslia? Zdalo by sa totiž, že vo výrobe sa dá všetko zorganizovať tak, že robotovi stačí vykonať daný program a to zabezpečí jeho spoľahlivé fungovanie. Nie vždy je to však možné.
Zvážte napríklad proces oblúkového zvárania. Predpokladajme, že potrebujete privariť bočnú stenu k streche kabíny bieloruského traktora. Časti, ktoré sa majú zvárať, majú zložitý tvar a spoj má zložitú konfiguráciu. Robot vybavený zváracou hlavou ju musí pohybovať po vhodnej dráhe a tento pohyb je možné naprogramovať. Čo sa stane v praxi, keď zváraciu operáciu vykoná softvérový robot? Namiesto dobrých výrobkov často končíme s chybnými výrobkami. Je to spôsobené tým, že diely, ako sme už povedali, majú zložitý tvar, významné rozmery a požiadavky na presnosť ich výroby nie sú príliš vysoké, pretože menšie odchýlky v rozmeroch nemajú významný vplyv na prevádzkové vlastnosti kabíny; počas prepravy by sa časti vyrobené z plechu mohli mierne zdeformovať, ale dĺžka spoja je dosť významná. Vďaka tomu robot na niektorých miestach umiestni šev dobre, inde iba na jeden zo zváraných dielov a niekde dokonca „varí vzduch“.
Adaptívny zvárací robot vykonávajúci túto operáciu pomocou senzorov, ktorými je vybavený, neustále monitoruje polohu elektródy vzhľadom na spoj dielov. Informácie o posunutí vstupujú do riadiaceho systému robota, ktorý ich v reálnom čase spracováva, generuje riadiace akcie a prenáša ich do výkonných orgánov robota, ktoré korigujú trajektóriu pohybu.
Adaptívne roboty teda majú vyvinutý systém na vnímanie informácií o vonkajšom prostredí pri svojej činnosti, ktorý softvérové roboty nemajú. Tieto informácie je potrebné nielen vnímať, ale aj premieňať na riadiace informácie, preto majú adaptívne roboty systém spracovania informácií. Keďže počítač je univerzálny stroj na spracovanie informácií, riadiace systémy pre adaptívne roboty sú vytvorené na základe pomerne výkonných výpočtových systémov založených na mikroprocesorovej technológii. Samozrejme, reakcia robota na zmeny vo vonkajšom prostredí musí byť celkom jednoznačná. Algoritmy na spracovanie informácií o zmenách vo vonkajšom prostredí do riadiacich akcií sú naprogramované a tvoria veľmi dôležitú súčasť softvéru. Dokonalosť softvéru adaptívneho robota zabezpečuje predovšetkým šírku jeho funkčnosti a prevádzkovú efektivitu. Roboty druhej generácie sa už v priemysle využívajú, no ich počet je stále relatívne malý.
Roboty tretej generácie sú inteligentné. Priemysel ich zatiaľ nevyrába a pri výrobe sa nepoužívajú. A oblasť ich použitia je... výroba ešte nie je jasná. Vedci u nás aj v zahraničí uskutočňujú intenzívny výskum ani nie tak smerom k vytváraniu inteligentných robotov, ale skôr sa snažia vyriešiť ľahšiu úlohu vytvorenia niektorých prvkov umelej „inteligencie“. Ako sa inteligentné roboty líšia od ostatných? Ako roboti tretej generácie sú prirodzene obdarení všetkými rovnakými schopnosťami ako roboty prvej generácie (softvér) a druhej generácie (adaptívne). Inteligentné roboty, podobne ako tie softvérové, sú schopné cieľavedomej činnosti a môžu vykonávať postupnosť akcií presne špecifikovaných programom. Rovnako ako adaptívne roboty sú schopné vnímať informácie o vonkajšom prostredí, spracovávať ich a meniť svoje správanie v súlade so zmenami vonkajšieho prostredia. Hlavným rozdielom medzi inteligentnými robotmi je to, že sú schopní plánovať svoje aktivity. Robotovi tretej generácie stačí stanoviť úlohu: jasne formulovať cieľ, kritériá, podľa ktorých musí hodnotiť spôsoby, ako cieľ dosiahnuť, stanoviť obmedzenia, v rámci ktorých môže konať, sám môže vyvinúť množstvo metód, spôsobov riešenie úlohy, zhodnotiť ich z hľadiska na základe daných kritérií, zvoliť najlepšiu cestu za konkrétnych podmienok a vyriešiť problém. Hlavná vec, ktorá odlišuje roboty rôznych generácií, je teda objem a zložitosť úloh spracovania informácií, ktoré vznikajú počas ich prevádzky.
Používanie moderných priemyselných robotov zvyšuje produktivitu zariadení a výstup produktov, zlepšuje kvalitu produktov, nahrádza ľudí pri monotónnej a ťažkej práci a pomáha šetriť materiály a energiu. Okrem toho sú dostatočne flexibilné na použitie v stredno- a maloobjemovej výrobe, teda v oblastiach, kde tradičné automatizačné nástroje nie sú použiteľné. Malé výrobky majú veľký trh. Výskum ukazuje, že prevažná väčšina dielov zakúpených, dokonca aj armádou, bola vyrobená v množstve menšom ako 100 kusov a v Spojenom kráľovstve sa odhaduje, že približne 75 % všetkých kovových dielov bolo vyrobených v množstve menšom ako 50 kusov. Roboty ešte nedisponujú mnohými najdôležitejšími vlastnosťami, ktoré sú človeku vlastné, napríklad nie sú schopné inteligentne reagovať na nepredvídané situácie a zmeny v pracovnom prostredí, nie sú schopné samoučenia sa na základe vlastných skúseností a nie sú schopné jemnej koordinácie práce. systém ruka-oko. Uchopovacie alebo podobné roboty sa používajú na manipulačné operácie, ako je odhrotovanie, odlievanie, čistenie ingotov, kovanie, tepelné spracovanie, presné liatie, manipulácia so strojmi, tvarovanie, balenie, manipulácia s dielmi a skladovanie. Namiesto uchopovačov môžu byť robotické ramená vybavené rôznymi nástrojmi na vykonávanie úloh od striekania, nanášania lepiacich a izolačných náterov až po vŕtanie, zahlbovanie, uťahovanie matíc, brúsenie a pieskovanie. Okrem toho je možné roboty použiť na bodové a oblúkové zváranie, tepelné spracovanie a rezanie plameňom alebo laserom a čistenie vodnými lúčmi. Treba si uvedomiť, že prvotné ilúzie o možnosti vytvorenia univerzálneho robota schopného vykonávať takmer akúkoľvek prácu – od montáže až po bodové zváranie – sú v súčasnosti do značnej miery rozptýlené. Roboty sa v súčasnosti stávajú špecializovanými, stávajú sa lakovacími robotmi, zváracími robotmi, montážnymi robotmi atď.
Nakoniec, pokiaľ ide o potenciálne nahradenie pracovníkov s oceľovými goliermi, treba pripomenúť, že robot môže nahradiť iba niekoho, kto „pracuje ako robot“. Nie je však ďaleko doba, keď roboty budú schopné nahradiť ľudí nielen v nudných, opakujúcich sa alebo namáhavých prácach, ale aj v zamestnaniach, o ktorých sa doteraz predpokladalo, že vyžadujú zručnosti získané skúsenosťami. Preto je pochopiteľné, že mnohí ľudia majú obavy z šírenia roboty z dôvodu možného nárastu nezamestnanosti.
S príchodom sofistikovaných robotických zariadení sa už nedá povedať, že roboty jednoducho nahradia ľudí na neatraktívnych zamestnaniach, ale ľudstvo čelí degradácii, ak zo strachu pred nezamestnanosťou bude naďalej pracovať v nudných, monotónnych zamestnaniach.
Slovo robot pochádza z českého slova „robota“, čo znamená „ťažká práca“ alebo „práca“. Dnes slovo „robot“ používame na označenie akéhokoľvek umelého stroja, ktorý dokáže vykonávať prácu alebo iné činnosti bežne vykonávané ľuďmi, či už automaticky alebo pomocou diaľkového ovládania.
Čo robia roboti?
Predstavte si, že by vašou úlohou bolo utiahnuť jednu skrutku na hriankovači. A robíte to znova a znova, deň čo deň, týždne, mesiace alebo roky. Tento typ práce je vhodnejší pre roboty ako pre ľudí. Väčšina robotov sa dnes používa na vykonávanie opakujúcich sa úloh alebo prác, ktoré sú pre ľudí považované za príliš nebezpečné. Robot je napríklad ideálny na zneškodňovanie bômb. Roboty sa používajú aj v továrňach na výrobu automobilov, cukroviniek a elektroniky. Roboty sa v súčasnosti využívajú v medicíne, vo vojenskej technike, na detekciu objektov pod vodou, či na skúmanie iných planét atď. Robotická technológia pomohla ľuďom, ktorí prišli o ruky alebo nohy. Roboti sú vynikajúcimi pomocníkmi pre celé ľudstvo.
Prečo používať roboty?
Dôvod používania robotov je celkom jednoduchý a jasný. Faktom je, že roboty sú často lacnejšie ako ľudia. Vybaviť pracoviská pre roboty je jednoduchšie a niekedy je zavedenie robotov jediným možným spôsobom riešenia určitých problémov. Roboty môžu skúmať vnútro palivových nádrží, sopky, cestovať po povrchu Marsu alebo iné miesta príliš nebezpečné pre ľudí. Roboty môžu robiť to isté znova a znova bez toho, aby sa nudili. Môžu vŕtať steny, zvárať potrubia, maľovať autá a manipulovať s toxickými látkami. A v niektorých situáciách sú roboty oveľa presnejšie a môžu znížiť výrobné náklady v dôsledku ľudskej chyby. Roboti nikdy neochorejú, nepotrebujú spať, nepotrebujú jedlo, idú bez dní voľna a čo je najlepšie, nikdy sa nesťažujú!
Z čoho sú roboty vyrobené?
Roboty môžu byť vyrobené z rôznych materiálov: kovu, plastu a mnohých ďalších. Väčšina robotov pozostáva z 3 hlavných častí:
- Riadiaca jednotka alebo „mozog“ robota riadený počítačovým programom. Sú tu uložené algoritmy, s ktorými robot vykonáva rôzne manipulácie.
- Mechanické časti: motory, piesty, uchopovacie mechanizmy, kolesá a prevody, vďaka ktorým je robot schopný pohybovať sa, presúvať predmety, otáčať sa atď.
- Senzory konvertujú prijaté informácie do vhodnej podoby pre ďalší prenos. Senzory umožňujú robotovi navigovať sa v teréne, určovať veľkosť, tvar, vzdialenosť medzi objektmi, smer a ďalšie charakteristiky a vlastnosti látok. Roboty sú často vybavené tlakovými senzormi, ktoré dokážu určiť množstvo tlaku potrebného na uchopenie predmetu bez jeho poškodenia.
Umela inteligencia
Umelá inteligencia bola pôvodne vyvinutá s cieľom obnoviť ľudskú myseľ, no v súčasnosti sa veľa výskumov zameriava na tzv. Princípy inteligencie roja možno využiť napríklad pri vytváraní nanorobotov.
Umelá inteligencia bola spočiatku vyvinutá s cieľom znovuvytvoriť ľudskú myseľ, no v súčasnosti sa veľké množstvo výskumov zameriava na takzvanú rojovú inteligenciu – špeciálny druh inteligencie, ktorý sa prejavuje v spoločnej činnosti hmyzu alebo pri fungovaní veľké množstvo jednoduchých robotických mechanizmov. Princípy inteligencie roja možno využiť napríklad pri vytváraní nanorobotov.
Obmedzenia robotov
Žiaľ, roboti nedokážu myslieť a rozhodovať sa ako vo filmoch. Roboty sú stroje s naprogramovanými pohybmi, ktoré im umožňujú pohybovať sa v určitých smeroch v danom slede činností. AI umožňuje robotom spracovávať prijaté informácie a dokonca sa učiť. Stále však majú značné obmedzenia, pretože sú schopné porozumieť iba určitým typom informácií a vykonávať iba obmedzený súbor funkcií, ktoré sú im vlastné, keď sú vytvorené.
Čo sa vám spája s pojmom robotika? Súhlasíte, predstavivosť zobrazuje niečo humanoidné, s mechanickými rukami a nohami, alebo pavúkovca, a tiež sa vždy objaví slávny robotický pes. Jedným slovom, veľa ľudí má dosť úzku a jednostrannú predstavu o robotoch.
V skutočnosti sú v modernom svete roboty dosť žiadané. Používajú sa v úplne iných oblastiach života, o ktorých mnohí možno ani nevedia.
Liek
Najúžasnejším spôsobom roboty zachraňujú ľudské osudy a niekedy aj životy. Možno si to neuvedomujete, ale moderné protetické končatiny priamo súvisia s robotikou. Pevné umelé ruky sú už dávnou minulosťou, dnešná protetika dokáže hýbať prstami. Ich ovládanie priamo súvisí s elektrickými impulzmi prenášanými telom.
Umelé končatiny však nie sú jedinou zásluhou robotov v medicíne. Najpokročilejšie exempláre sú schopné vykonávať high-tech operácie!
Priestor
Asi nikto nebude pochybovať o tom, že vesmír sa zdá byť určený pre život robotov. Skutočne, ak sa pozriete na históriu vesmírneho prieskumu, môžete vidieť, že väčšina vesmírneho prieskumu padla na plecia robotov. Lunokhod, Mars rover a robot avatar sú najznámejší z vesmírnych robotov. V skutočnosti existuje pomerne veľa ich odrôd, všetky sú navrhnuté tak, aby pracovali vo vesmírnych podmienkach a vykonávali činnosti, ktoré by boli pre človeka nemožné alebo mimoriadne nebezpečné.
Bezpečnostné systémy
Robotické systémy fungujú dobre v oblasti bezpečnosti. Tieto roboty ako prvé rozpoznajú požiarne nebezpečné situácie a úspešne im predchádzajú.
Moderné vojenské cvičenia sa čo najviac približujú realite, a to vďaka robotom, ktorí napodobňujú nepriateľa. Roboty na vojenské cvičenia nemajú štýlový dizajn, ale celkom dobre napodobňujú ľudské impulzy a zvyky.
Roboty sú tiež schopné dlhodobo monitorovať objekty, ktoré vyvolávajú podozrenie medzi orgánmi činnými v trestnom konaní.
Výroba a život
Moderné továrne si nemožno predstaviť bez robotickej technológie. Roboty vykonávajú mnoho rôznych operácií. V podstate ide o akcie, ktoré vyžadujú opakované opakovanie a vysokú presnosť. Často používanie robotov zachraňuje celé priemyselné odvetvia. Ich využitie totiž môže výrazne zvýšiť produktivitu práce a zároveň uvoľniť ľudské zdroje na riešenie dôležitejších úloh.
Roboty sú perfektne použiteľné aj v každodennom živote. Najznámejšie z nich sú robotický vysávač a kosačka na trávu. Môžete tiež nájsť roboty špeciálne navrhnuté na vykonávanie zložitejších každodenných úloh.
Zábava
A samozrejme, nikto nezrušil roboty, ktorých cieľom je prinášať ľuďom radosť a baviť ich svojimi schopnosťami. Z veľkej časti predstavujú tieto roboty svet detských hračiek: všetky druhy spievajúcich a tancujúcich zvierat, interaktívne hračky, rádiom ovládané autá a helikoptéry. Roboty na zabávanie dospelých sa však od tých detských líšia, snáď okrem veľkosti.
Najúžasnejšie roboty planéty sa tento týždeň zišli v centre hlavného mesta na medzinárodnom fóre „Mobile Robots 2010“, organizovanom s podporou Ministerstva školstva a vedy Ruskej federácie. V rámci fóra v Športovom paláci si zmerajú sily roboti sumo zápasníci, svoje schopnosti predvedú chytré stroje vyhýbajúce sa prekážkam, kombajny či smetiari...
Od čias prvého vynálezcu robota Leonarda da Vinciho prešlo niekoľko storočí a dnes už automatizované stroje dokážu nielen hýbať rukami a otáčať hlavou, ale aj vyjadrovať pocity a čo je najúžasnejšie, rozhodovať sa. Mnohí z nich sú vo svojej práci natoľko úspešní, že bez problémov nahradia človeka.
Astronaut
V septembri 2010 začne na palube raketoplánu Discovery pracovať prvý robot s názvom Robonaut II. Jedinečnosť tohto zariadenia spočíva v tom, že vďaka svojej obratnosti a obratnosti dokáže bez problémov zdvihnúť bremeno s hmotnosťou nad 9 kg. Na rozdiel od človeka nepotrebuje skafander, čo znamená, že Robonaut môže robiť veľa z toho, čo ľudia, ale vo vákuu a bez špeciálnej ochrany, uvádza gzt.ru.
Žena v domácnosti
Jednou z najobľúbenejších oblastí v robotike je tvorba pomocníkov v domácnosti. Vo všeobecnosti je robot stroj s antropomorfným správaním. Toto slovo sa prvýkrát objavilo v hre „R.U.R“ českého spisovateľa Karla Čapka, samotný výraz pochádza z českého robota – nútená práca. Ukazuje sa, že slúžiť ľuďom je ich hlavnou úlohou. Kórejčan Mahru-Z teda môže upratať dom, naložiť práčku, zohriať jedlo v mikrovlnke a priniesť majiteľovi, píše zhelezyaka.com.
Šachista
Minulý rok ruskí vedci vyvinuli robotického šachistu. Pomocou trojprstovej mechanickej sondy samostatne pohybuje figúrkami na elektrickej šachovnici. Vývojár Konstantin Kosteniuk povedal, že robot už porazil niekoľko slávnych veľmajstrov, no podľa jeho názoru potrebuje zlepšenie, mal by napríklad aj rozprávať a umývať riad. Zatiaľ môže zariadenie hrať súčasne iba s tromi protivníkmi a donekonečna aj samo so sebou.
Robotický kufor
Ruskí vynálezcovia hovoria, že robotický kufor sa začne predávať budúci rok. Samotné zariadenie bude nasledovať majiteľa, alebo skôr majiteľa majákovej karty. Zdoláva prekážky a zohľadňuje danosti krajiny, napríklad vie zastaviť pred schodmi a spomaliť na naklonenej rovine. Nabitie batérie vydrží 2 hodiny, je vyrobená z nárazuvzdorného a vodeodolného materiálu, píše robottronic.ru.
Dieťa
Predtým, ako sa japonskí vynálezcovia rozhodnú stať sa rodičmi, radia mať robota na detskom simulátore. Volá sa Yotaro a dokáže zvládnuť všetky ťažkosti, ktoré na mladých rodičov čakajú. Vie prejavovať emócie, najmä vie plakať pri vode.
Zdravotná sestra
Samozrejme, mechanizmy sú primárne navrhnuté tak, aby ľuďom uľahčili život. Vedci neustále vytvárajú lekárske mikroroboty, ktoré dokážu preniknúť do ľudského tela, mechanizovaných paží atď. A americkí vedci napríklad vyvinuli prototyp invalidného vozíka, ktorý sa môže pohybovať samostatne. Laserové detektory vyhodnotia krajinné prvky a vytýčia trasu. V Japonsku už v nemocniciach pracujú mechanizované sestry a bratia a v budúcnosti budú môcť nosiť pacientov aj na rukách. Zariadenie s hmotnosťou do 180 kg s „pažami“ pokrytými mäkkým materiálom zdvihne pacienta a na základe údajov získaných zo senzorov ho prenesie z miesta na miesto. Robot reaguje na hlas a rozpoznáva tváre.
Pacient
Roboty môžu byť aj simulátorom. Napríklad zubné. Navonok modelka Hanako vyzerá ako človek, zatiaľ čo začínajúci lekári jej „opravujú“ zuby, dokáže predstierať bolesť, gúľať očami a slintať. Okrem toho Hanako hovorí: „Bolí ma to“ a niekoľko ďalších štandardných fráz.
Námorní poradcovia
Malé autonómne roboty AUE (autonómni podvodní prieskumníci) prichádzajú na pomoc ekológom a oceánografom. Môžu pracovať v „kŕdľoch“ (5-6 vozidiel veľkosti futbalu a 20 menších zariadení), hliadkovať v hlbinách mora a zbierať údaje o stave vody, prúdoch, tlaku, úrovniach znečistenia atď.
Modelka
Model robota vyvinuli japonskí špecialisti. Mechanické dievčatko, ktorého telo obsahuje 30 motorov, sa dokáže ladne pohybovať po móle, zaujímať rôzne pózy a prejavovať rôzne emócie. Model HRP-4C je vysoký 158 cm a váži 43 kg, píše pinktentacle.com.
učiteľ
Podľa futuristických filmov budú roboty v budúcnosti pracovať na rovnakom základe s ľuďmi vo všetkých oblastiach činnosti. Pred niekoľkými rokmi bol teda v japonskej škole úspešne testovaný robotický učiteľ. Hovorí rôznymi jazykmi, vie zariadiť zoznam, zadávať úlohy a vyjadrovať emócie.
Sniffer
Vedci učia roboty rozpoznávať pachy. Senzor modelu Ubiko napríklad rozpozná zápach dymu a popola, následne zariadenie vyšle signál do bezpečnostnej konzoly, ktorá už prijíma opatrenia na likvidáciu požiaru. Ďalšie zariadenie pomocou infračerveného spektrometra zisťuje chemické zloženie produktu, jeho čerstvosť a zloženie.
Pomocník do kuchyne
Prvý robot šéfkuchár bol navrhnutý v roku 2006 v Číne. Model AIC-AI pripravoval rôzne jedlá, samozrejme, čínsku kuchyňu. Môže smažiť, dusiť, variť, variť, piecť atď. A Robo Waiter 1 pracoval v hongkonskej reštaurácii. Robot pendloval medzi stolmi, prijímal objednávky a samozrejme prinášal do prevádzky ďalšie príjmy.
Emorobot
S rozvojom robotiky sa modely stávajú čoraz emocionálnejšími. Humanoidné roboty sa čoraz viac podobajú ľuďom. Dokážu nielen vykonávať určité funkcie, ale aj vyjadrovať obdiv, prekvapenie, smútok, antipatiu, radosť a pod. Tým, že pomocou kamery snímajú zmeny na ľudskej tvári, robot na ne primerane reaguje. V budúcnosti sa plánuje jeho využitie ako opatrovateľky.
Najmenší
Najmenší robot bol zostavený v Japonsku v roku 1992. Dĺžka mechanizmu bola len 1 cm A najmenším humanoidným robotom je model BeRobot s výškou niečo cez 15 cm. Vie chodiť, tancovať, robiť kliky a pozná jednoduché techniky orientálneho zápasu tai chi. Mechanizmus je možné ovládať hlasom alebo diaľkovým ovládaním.
Ryby
Japonská robotická ryba dokáže nepozorovane sledovať morské živočíchy. Pod silikónovou škrupinou, ktorá napodobňuje vzhľad červeného snappera, je ukrytý systém predradníkov podobných tým, ktoré sa používajú v ponorkách na vynorenie sa a potápanie. Zariadenie sa aktivuje pohybmi chvostovej časti.
Šváby
A švábové roboty dokážu zničiť populácie škodlivého hmyzu. Vedci vo Francúzsku, Belgicku a Švajčiarsku vytvorili model, ktorý vyzerá ako šváb, pohybuje sa na kolesách a je vybavený kamerami a infračervenými senzormi. V budúcnosti majú vynálezcovia v úmysle vytvoriť serióznejšie modely, napríklad na riadenie stáda oviec.
asistent
Francúzska spoločnosť Robosoft nedávno predstavila zariadenie s názvom Kompai, určené na pomoc starším ľuďom a ľuďom so zdravotným postihnutím. Kompai nielen rozpráva a rozumie reči, ale vykonáva aj mnoho rôznych úloh v domácnosti. Navyše pomocou kamery zabudovanej v robote môžete nadviazať kontakt s priateľmi a známymi na internete.
Hudobníci
Kreativita tiež prestala byť výsadou človeka. Moderné roboty vedia hrať na hudobné nástroje a maľovať obrázky. Podľa Daily Mail Model WF-4RIV, ktorý vymysleli špecialisti z Wassed University, hrá majstrovsky na flaute, pričom „počúva“ publikum a hudobníkov orchestra. Robot Haile sa ako živý bubeník prispôsobuje zvuku melódie a sám improvizuje. A štvorprstá ruka vytvorená v Harbine hrá na elektronickom organe.
Umelec
Švajčiar Salvador DaBot s fúzmi a baretkou je robot, ktorý kreslí portréty. Najprv odfotí tvár a potom pomocou špeciálneho algoritmu vytvorí kresbu. Zároveň dokáže „komunikovať“.
Milovník piva
Rakúski vynálezcovia vytvorili v roku 2004 alkoholického robota, píše membrana.ru. Bar Bot sedí v bare a hľadá „obeť“. Zachytí zvedavý pohľad, začne si pýtať mincu, a keď nazbiera požadované množstvo, začne sa otáčať okolo svojej osi a hovorí: „Jedno pivo, prosím. Barman mu strčí do „ruky“ plechovku piva. "Ďakujem pekne," poďakuje Bar Bot a pomaly si naleje nápoj do "úst", ktoré pripomínajú mušľu. Potom hodí plechovku na podlahu a proces začína odznova.
Materiál pripravili online redaktori www.rian.ru na základe informácií RIA Novosti a otvorených zdrojov
